DE1903311C3 - Method for generating and reconstructing a hologram of a three-dimensional scene - Google Patents

Method for generating and reconstructing a hologram of a three-dimensional scene

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung und Rekonstruktion eines Hologramms einer dreidimensionalen Szene.The invention relates to a method for generating and reconstructing a hologram a three-dimensional scene.

Im Vergleich zur Bildinformation eines üblichen zweidimensionalen Bildes ist die in einem dreidimensionalen Hologramm enthaltene Bildinformation sehr groß und es wurde dann auch dargelegt, daß ein gut wirkendes System zur Übertragung von sich auf ein holographisches Bild beziehenden Signalen eine Apparatur benötigen würde, deren Bandbreite um vier Größenordnungen größer als die eines Übertragungssystems für zweidimensionale Bilder ist Diese Anforderung übersteigt die Fähigkeit bekannter Eingangs- und Ausgangssysteme. Obgleich die Bandbreite z.B. dadurch herabgesetzt werden kann, daß die Übertragungsgeschwindigkeit der Bildinformation herabgesetzt wird, würde die für eine derartige Übertragung erforderliche Zeit den Nutzen einer solchen Maßnahme stark verringern.Compared to the image information of a conventional two-dimensional image, the image information contained in a three-dimensional hologram is very large and it was then also demonstrated that a well-functioning system for transferring from itself to a Signals relating to a holographic image would require an apparatus with a bandwidth of four Orders of magnitude larger than that of a two-dimensional image transmission system. This requirement exceeds the capability of known input and output signals Exit systems. Although the bandwidth can be reduced, for example, by reducing the transmission speed of the image information the time required for such a transfer would benefit from such a measure greatly decrease.

Aus dsr Zeitschrift »Laser Focus«, September 1965, Seiten 5—6, ist eine Vorrichtung zum symmetrischen Reduzieren der Hologrammabmessungen bekannt, das jedoch zu einer erheblichen Verringerung des Fensters führt, durch das man bei der Rekonstruktion die Szene betrachtet, und deshalb einen nahezu völligen Verlust an Parallaxe bedingtFrom the magazine "Laser Focus", September 1965, Pages 5-6, a device for symmetrically reducing the hologram dimensions is known, the however leads to a considerable reduction in the window through which the scene can be reconstructed considered, and therefore caused an almost complete loss of parallax

Aus der Zeitschrift »Laser Focus«, November 1965, Seiten 15—19, ist es bekannt, mehrere Hologramme nebeneinander auf einem Hologrammfilm anzubringen. Diese Hologramme haben im allgemeinen einen verschiedenen Bildinhalt Nur wenn bewegliche Bilder wiedergegeben werden sollen, enthalten die Hologramme Bildinformationen über denselben Gegenstand zu verschiedenen Zeitpunkten.It is known from the magazine Laser Focus, November 1965, pages 15-19, several holograms to be attached side by side on a hologram film. These holograms generally have one Different image content The holograms only contain image information about the same object if moving images are to be reproduced different times.

Aus »Appl. Phys. Letters« 12 (1968), Seite 10 bis 12, ist ferner ein Verfahren zur Aufnahme von Hologrammen mit inkohärentem Licht beschrieben. Das Hologramm besteht aus Teilhologrammen, die nicht denselben Bildinhalt haben, sondern von verschiedenen räumlichen Punkten aufgenommen sind. Die Teilhologramme sind nicht streifenförmig.From »Appl. Phys. Letters «12 (1968), pages 10 to 12 a method for recording holograms with incoherent light is also described. The hologram consists of partial holograms that do not have the same image content but are recorded from different spatial points. The partial holograms are not strip-shaped.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung und Rekonstruktion eines Hologramms einer dreidimensionalen Szene anzugeben, bei dem sich ein verringertes Produkt von Raum χ räumlicher Bandbreite auf dem Hologramm ergibt, ohne daß die bei Betrachtung in Erscheinung tretende parallaktische Wirkung wesentlich geschwächt wird.The object of the present invention is to provide a method for generating and reconstructing a Indicate holograms of a three-dimensional scene in which there is a reduced product of Space χ spatial bandwidth on the hologram without the appearance when viewed occurring equatorial effect is significantly weakened.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die holographische Aufzeichnung der Szene auf einem streifenförmigen Bereich des Aufzeichnungsträgers erfolgt, wobei die Längsseite des Streifens parallel zur Horizontalrichtung der Szene ausgerichtet wird, und daß das streifenförmige Hologramm mit einem Wiedergabestrahl beleuchtet wird.This problem is solved in that the holographic recording of the scene on a strip-shaped area of the recording medium takes place, the long side of the strip parallel to the Horizontal direction of the scene is aligned, and that the strip-shaped hologram with a Playback beam is illuminated.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß unter den üblichen Beobachtungsverhältnissen die dreidimensionalen Aspekte eines Bildes nur die Folge einerThe invention is based on the knowledge that under the usual observation conditions, the three-dimensional aspects of an image are only the result of a

horizontalen Verschiebung der Augen des Beobachters sind und daß deshalb Information im Bild, die sich auf vertikale dreidimensionale Aspekte bezieht, nicht erforderlich ist Durch ganze oder teilweise Weglassung derartiger unnötiger Information kann die zur Darstellung eines Hologramms zu übertragende Bildinformation beträchtlich, z. B. um wenigstens zwei Größenordnungen, verringert werden.horizontal displacement of the observer's eyes and that is why information in the picture that is on refers to vertical three-dimensional aspects, is not required by omission in whole or in part Such unnecessary information can considerably reduce the image information to be transmitted for displaying a hologram, e.g. B. by at least two orders of magnitude.

Es hat sich herausgestellt, daß dieses Ergebnis mit gutem Erfolg durch die Verwendung von Streifenhologrammen erzielbar ist Mit anderen Worten, die gesamte Information, die zur Beibehaltung der horizontalen dreidimensionalen Bildaspekte und der horizontalen Parallaxe sowie eines vollständigen vertikalen Gesichtsfeldes ohne erste Verschlechterung des Bildes erforderlich ist, ist in jedem schmalen horizontalen Streifen eines üblichen Hologramms vorhanden.It has been found that with this result Good success can be achieved through the use of stripe holograms. In other words, the all information necessary to maintain the horizontal three-dimensional aspects of the image and the horizontal parallax as well as a complete vertical Field of view is required without first deterioration of the image is in any narrow horizontal Stripes of a conventional hologram present.

Daher ist es vorteilhaft, daß mehrere streifenförmige Hologramme, deren Höhe erheblich kleiner als die Länge ist, in Richtung der Höhe der Streifen nebeneinander auf einem Hologrammträger so angebracht werden, daß sie ein zusammengesetztes Hologramm bilden, wobei die Längsrichtungen der Hologrammstreifen parallel sind und die in Höhenrichtung einander entsprechenden Punkte der Hologrammstreifen auf einer Geraden liegen.Therefore, it is advantageous that several strip-shaped Holograms, the height of which is considerably smaller than the length, in the direction of the height of the stripes are mounted side by side on a hologram carrier so that they form a composite hologram, the longitudinal directions of the hologram strips being parallel and those in the vertical direction corresponding points of the hologram strips lie on a straight line.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens besteht darin, daß die Wiedergabevorrichtung einen Wiedergabestrahl, eine Einrichtung zur Fortbewegung des Streifens in Richtung seiner Höhe, jo und eine Beobachtungseinrichtung für das aus den; Beugungsstrahl erster Ordnung gebildete, rekonstruierte Bild enthältAn advantageous device for performing the method is that the playback device has a playback beam, a device for Movement of the strip in the direction of its height, jo and an observation device for the from the; First order diffraction beam contains reconstructed image

Das so wiederhergestellte Bild enthält die horizontalen dreidimensionalen Charakteristiken und die hori- r> zontale Parallaxe, aber die vertikalen dreidimensionalen Charakteristiken und die vertikale Parallaxe sind nahezu verschwunden, obgleich ein vollständiges vertikales Gesichtsfeld wiederhergestellt wird. Da nur Bildinformation über einen einzigen schmalen Streifen des üblichen Hologramms übertragen zu werden braucht, werden die vom Übertragungssystem zu erfüllenden Anforderungen hinsichtlich der Bandbreite stark herabgesetztThe image thus restored contains the horizontal three-dimensional characteristics and the hori- r> zontal parallax, but the vertical three-dimensional characteristics and the vertical parallax are almost disappeared, although a full vertical field of view is restored. Because only Image information to be transmitted over a single narrow strip of the usual hologram The bandwidth requirements to be met by the transmission system are needed greatly reduced

Das Verfahren zur Herstellung von Hologrammen 4Ί und zur Wiederherstellung von Bildern hat auch Vorteile, wenn es nicht bei einem Übertragungssystem verwendet wird. Zum Beispiel ist zur Herstellung eines Streifenhologramms weniger Laserleistung erforderlich, um den Streifen zur Speicherung der erforderlichen Bildinformation zu belichten, und wenn ein Bild unter Benutzung eines einzigen bewegten Streifens wiederhergestellt wird, wird der »Sprenkeleffekt« vermieden.The method of making holograms 4Ί and image restoration also has advantages when it is not on a transmission system is used. For example, to produce a stripe hologram, less laser power is required to move the stripe to store the required Exposing image information and restoring an image using a single moving strip avoids the "speckle effect".

Wenn die aufeinanderfolgenden Streifen auf einem Transportfilm nacheinander aufgezeichneten Stellungen einer Szene entsprechen, können Verschlußmechanismen und Vorrichtungen zur ruckweisen Fortbewegung des Films entfallen. Die Hologrammstreifen können auch beim Projizieren von zweidimensionalen Bildern benutzt werden. t>oIf the successive strips on a transport film correspond to positions of a scene recorded one after the other, shutter mechanisms and devices for jerky advancement of the film can be omitted. The hologram strips can also be used when projecting two-dimensional images. t> o

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert Es zeigtEmbodiments of the invention are explained below with reference to the drawings

F i g. 1 schematisch ein übliches Verfahren zur Herstellung eines Hologramms,F i g. 1 schematically shows a conventional method for producing a hologram,

Fig.2 schematisch ein übliches Verfahren zur b> Beobachtung eines Hologramms,2 schematically shows a common method for b> Observation of a hologram,

F i g. 3 ein Bild, wie es auf einem üblichen Hologramm ersichtlich ist,F i g. 3 an image as it can be seen on a conventional hologram,

F i g. 4 das gleiche Bild, wie es auf einem erfindungsgemäß hergestellten Hologramm beobachtet werden kann,F i g. 4 shows the same image as can be observed on a hologram produced according to the invention can,

Fig.5 eine geometrische Analyse des Hologramms nach F i g. 4,5 shows a geometrical analysis of the hologram according to FIG. 4,

Fig.6 schematisch ein System zur Herstellung eines Streifenhologramms,6 schematically shows a system for producing a Strip holograms,

F i g. 7 blockschematisch ein System zur Umwandlung des Bildes eines Streifenhologramms in zu übertragende Signale,F i g. 7 a block diagram of a system for conversion the image of a stripe hologram in signals to be transmitted,

Fig.8 blockschematisch ein System zum Empfang von Signalen des Senders nach Fig.7 und zur Umwandlung derselben in ein Streifenhologramm,Fig. 8 a block diagram of a system for reception of signals from the transmitter according to FIG. 7 and for converting them into a strip hologram,

Fig. 9 eine Ausführungsform zur Beobachtung eines zusammengesetzten Hologramms,9 shows an embodiment for observing a composite hologram,

F i g. 10 eine Ausführungsform zur Beobachtung eines Streifenhologramms,F i g. 10 shows an embodiment for observing a strip hologram,

F i g. 11 eine andere Ausführungsform zur Beobachtung eines Streifenhologramms,F i g. 11 shows another embodiment for observing a strip hologram,

Fig. 12 die Verwendung von Streifenhologrammen bei der Darstellung bewegter Bilder,Figure 12 shows the use of stripe holograms when displaying moving images,

Fig. 13 die Anbringung von Streifenhologrammen auf einem bei der Anordnung nach Fig. 12 zu verwendenden Transportband,13 shows the application of strip holograms to a device in the case of the arrangement according to FIG the conveyor belt used,

Fig. 14 die Verwendung von Streifenhologrammen bei der Projektion zweidimensionaler Bilder oder einzelner Ebenen dreidimensionaler Bilder.14 shows the use of stripe holograms when projecting two-dimensional images or individual levels of three-dimensional images.

Fi g. 1 zeigt im allgemeinen das bekannte Zweistrahlenverfahren zur Herstellung eines Hologramms. Eine Quelle 1 kohärenter Strahlung (z. B. ein Laser im Impuls- oder Dauerbetrieb) ist so angeordnet, daß sie Strahlung auf einen Spiegel 2 und auf einen Gegenstand 3 richtet während eine photographische Platte 4 so angeordnet ist, daß sie reflektierte Strahlung vom Spiegel 2 und vom Gegenstand 3 empfängt Das auf der Platte 4 aufgezeichnete Bild hat bekanntlich die Form eines Interferenzmusters, das sich aus den verschiedenen Phasenverhältnissen der beiden reflektierten Strahlen an verschiedenen Stellen der Platte ergibt. Wenn das auf der Platte 4 aufgezeichnete Hologramm die Form eines Diapositivs hat, läßt sich auf die in F i g. 2 dargestellte Weise ein dreidimensionales Bild dadurch wiederherstellen, daß die Platte mit sichtbarer kohärenter Strahlung aus einer Quelle 5, die gleichfalls ein Laser im Impuls- oder Dauerbetrieb sein kann, angestrahlt und das virtuelle Bild in Richtung des vom Hologramm herrührenden Beugungslichtes erster Ordnung beobachtet wird. Die Verfahren zur Herstellung von Hologrammen und zur Wiederherstellung der Bilder, wie sie in F i g. 1 und 2 dargestellt sind, sind nur zur Erläuterung angegeben.Fi g. Figure 1 generally shows the known two-beam process for producing a hologram. One Source 1 of coherent radiation (e.g. a laser in pulsed or continuous mode) is arranged so that it Radiation is directed onto a mirror 2 and onto an object 3 while a photographic plate 4 so is arranged to receive reflected radiation from the mirror 2 and from the object 3 that on the As is known, the image recorded on disk 4 has the form of an interference pattern which is reflected from the different phase relationships between the two Rays at different points on the plate results. When the hologram recorded on the disk 4 has the shape of a slide, can be based on the in F i g. 2 a three-dimensional image thereby restore that the plate with visible coherent radiation from a source 5, which is also a laser can be in pulse or continuous operation, illuminated and the virtual image in the direction of the hologram resulting first-order diffraction light is observed. The process of making Holograms and to restore the images as shown in FIG. 1 and 2 shown are for use only Explanation given.

Im vorstehenden wurde erwähnt, daß jeder Teil des aufgezeichneten Hologramms gespeicherte Information über jeden Teil des Bildes enthält Dies bedeutet selbstverständlich nicht, daß beim Beobachten eines Teiles des Hologramms aus einer bestimmten Richtung das ganze Bild gesehen wird. Wenn der Gegenstand z. B. die Form eines Balles 10 hat, der vor einem GitterIn the foregoing it was mentioned that every part of the recorded hologram contains stored information about every part of the image This means of course not that when observing part of the hologram from a certain direction the whole picture is seen. If the object z. B. has the shape of a ball 10 in front of a grid

11 angebracht ist, hat das ganze wiederhergestellte Bild, aus einer bestimmten Richtung beobachtet, das in F i g. 3 dargestellte Aussehen. Wenn jedoch bis auf den Streifen11 is attached, has the whole restored image, observed from a certain direction, which is shown in FIG. 3 appearance shown. If, however, except for the strip

12 des Bildes (zwischen den horizontalen gestrichelten Linien 13-13) der übrige Teil des Bildes durch eine Maske abgedeckt wird, so ändert sich das im Streifen zwischen diesen Linien ersichtliche Bild nicht sofern sich der Winkel, unter dem der Beobachter es beobachtet, nicht ändert. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit vom Gesichtswinkel der Beobachter12 of the picture (between the horizontal dashed Lines 13-13) the rest of the image is covered by a mask, this changes in the stripe the image visible between these lines is not provided that the angle at which the observer sees it observed, does not change. In this way, depending on the angle of view of the observer

sämtliche Teile des Bildes sehen, aber die relative Höhe des beobachteten Teiles in bezug auf den Gegenstand ändert sich nicht nennenswert (mit Ausnahme einer geringen vertikalen Ausdehnung).See all parts of the picture, but the relative height of the observed part in relation to the object does not change significantly (with the exception of one small vertical expansion).

Angenommen, der horizontale Streifen 12 des "> Hologramms 4 wird aus diesem herausgeschnitten und dann vervielfältigt und die identischen vervielfältigten Streifen werden auf die in Fig.4 dargestellte Weise vertikal übereinander angeordnet (Fig.4 zeigt elf identische Streifen, die genau übereinander angebracht ι ο sind). Es hat sich herausgestellt, daß bei einer derartigen Anordnung identischer Streifen das sich ergebende zusammengesetzte Hologramm die Parallaxe und die panoramische dreidimensionale Sicht in der horizontalen Richtung enthält, aber daß die Parallaxe und die r> dreidimensionalen Charakteristiken in der vertikalen Richtung nahezu verschwunden sind. Mit anderen Worten, wenn das zusammengesetzte Hologramm nach Fig.4 mit beiden Augen des Beobachters in einer horizontalen Ebene beobachtet wird, ist der dreidimensionale Aspekt des Bildes der gleiche wie im Hologramm nach Fig.3, und eine Bewegung des Beobachters in horizontaler Richtung zeigt denn auch die gleiche Verschiebung des Balls und des Gitters in bezug aufeinander wie im Hologramm nach Fig.3. 2> Wenn die Sichtlinie des Beobachters jedoch in vertikaler Richtung bewegt wird, wird die scheinbare vertikale Verschiebung zwischen dem Ball und dem Gitter erheblich verringert im Vergleich zum Hologramm nach Fig.3 und sie ist sogar, wenn die jo Streifenzahl groß und die Höhe jedes einzelnen Streifens klein ist, praktisch nicht sichtbar. Entsprechend ist die vertikale Parallaxe nahezu nicht sichtbar, wenn sich die beiden Augen des Beobachters genau in einer vertikalen Ebene befinden. r>Assume that the horizontal strip 12 of the "> hologram 4 is cut out of this and then duplicated and the identical duplicated strips are made in the manner shown in Figure 4 arranged vertically one above the other (Fig. 4 shows eleven identical strips, which are attached exactly one above the other ι ο are). It has been found that with such an arrangement of identical strips the resulting composite hologram the parallax and the panoramic three-dimensional view in the horizontal Contains direction, but that the parallax and the r> three-dimensional characteristics in the vertical direction have almost disappeared. With others Words, if the composite hologram according to Fig. 4 with both eyes of the observer in one horizontal plane is observed, the three-dimensional aspect of the image is the same as in the The hologram according to FIG. 3, and a movement of the observer in the horizontal direction also shows the same displacement of the ball and the grating with respect to one another as in the hologram according to FIG. 3. 2> However, when the observer's line of sight is moved vertically, it becomes apparent vertical displacement between the ball and the grid is significantly reduced compared to the hologram according to Fig.3 and it is even if the jo number of stripes is large and the height of each individual Strip is small, practically invisible. Accordingly, the vertical parallax is almost invisible, when the two eyes of the observer are exactly in a vertical plane. r>

Eine Analyse des Systems nach F i g. 4 zeigt F i g. 5, in der mehrere aneinander grenzende identische Hologrammstreifen A\... Ai im Querschnitt zwischen einem Beobachter im Punkt 20 und einer Ebene 21 des wiederhergestellten Bildes dargestellt sind. Der Abstand zwischen der Ebene des zusammengesetzten Hologramms und der Bildebene ist mit d\ und der Abstand zwischen der Hologrammebene und dem Punkt 20 mit d2 bezeichnet Bei dieser Analyse wird angenommen, daß eine kohärente wiederherstellende 4-> Welle benutzt wird, um das Bild gemäß bekannten Verfahren wiederherzustellen.An analysis of the system according to FIG. 4 shows Fig. 5, in which several adjoining identical hologram strips A \ ... Ai are shown in cross section between an observer at point 20 and a plane 21 of the restored image. The distance between the plane of the composite hologram and the image plane is denoted by d 1 and the distance between the hologram plane and point 20 is denoted by d 2 to restore known procedures.

In bezug auf einen Beobachter im Festpunkt 20 wird mittels des Streifens A\ nur ein Teil Y\ des wiederhergestellten Bildes erzeugt Wenn in gleichen vertikalen Abständen liegende Punkte des gesamten zusammengesetzten Bildes mit a, b, c, usw. bezeichnet werden, so enthalten die mittels des Streifens a\ erzeugten Teile des wiederhergestellten Bildes nur die Punkte zwischen a und e. Entsprechend werden mittels der Streifen A2, A3 und A4 nur die Teile Y2, Y3 bzw. Y4 des wiederhergestellten Bildes erzeugt Wenn die Streifenhologramme aneinander grenzen, d. h. aneinander anliegen, wie dies in Fi g. 5 dargestellt ist, so wiederholen die oberen und unteren Ränder jedes Streifens einen Teil der Bildinformation der angrenzenden Streifen. Zum Beispiel stellt der Streifen A2 statt völlig anderer Punkte des Gesamtbildes als der Streifen Ax die Punkte c,d,e,f und g wieder her, während der Streifen A3 die Punkte e, f,g,h und /und der Streifen A4 die Punkte g, h, i, j und k b5 wiederherstellt Auf diese Weise stellt jeder Streifen des Hologramms einen Teil der Bildinformation des über ihm liegenden Streifens und die Hälfte der Information des unter ihm liegenden Streifens wieder her. Es läßt sich nachweisen, daß ungeachtet der Relativwerte von d\ und di der Umfang der Bildwiederholung jedes Streifens gleich der vertikalen Abmessung, d. h. der Höhe jedes Streifens, ist. Mit anderen Worten, wenn die Streifen aneinander anliegen, wird die gesamte Bildinformation jedes Streifens in den angrenzenden Streifen wiederholt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der Abbildungsfehler infolge dieses Bildwiederholungseffektes von der relativen Höhe der Streifen abhängt. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel war, wenn das zusammengesetzte Hologramm aus etwa 20 identischen Streifen von je 5 mm χ 100 mm bestand, der Wiederholungseffekt kaum merkbar, und wenn das zusammengesetzte Hologramm aus etwa 100 identischen Streifen von je 1 mm χ 100 mm bestand, war der Effekt mit dem Auge gar nicht spürbar. Der Bildwiederholungseffekt läßt sich auch dadurch verringern oder vermeiden, daß die Streifen in vertikaler Richtung im Abstand voneinander angebracht werden, indem z. B. jeder zweite Streifen weggelassen wird. Eine allgemeinere Analyse der Anordnung zeigt, daß der Bildwiederholungseffekt völlig vermieden werden kann, wenn die Höhe A jedes Streifens gleich einem Teil der vertikalen räumlichen Periode des Streifens gleich ist. DiesWith respect to an observer at a fixed point 20, only a part Y \ is the restored image generated if at equal vertical distances lying points of the entire composite image with a b, c by means of the strip A \ are referred etc., containing means of the strip a \ , parts of the restored image produced only the points between a and e. Correspondingly, only the parts Y 2 , Y 3 and Y 4 of the restored image are generated by means of the strips A 2 , A 3 and A 4. 5, the upper and lower edges of each strip repeat part of the image information of the adjacent strips. For example, instead of completely different points of the overall image than the strip A x , the strip A 2 restores the points c, d, e, f and g , while the strip A 3 the points e, f, g, h and / and the a strip 4, the points g, h, i, j and k b5 restores In this way, each strip of the hologram part of the image information of the strip above it and half of the information of the strip lying beneath it, restores. It can be shown that regardless of the relative values of d \ and di the periphery of the image repetition of each strip is equal to the vertical dimension, ie the height of each strip is. In other words, when the strips abut each other, all of the image information of each strip is repeated in the adjacent strips. It has been found, however, that the aberration as a result of this image repetition effect depends on the relative height of the stripes. In a practical embodiment, when the composite hologram consisted of about 20 identical strips of 5 mm 100 mm each, the repetition effect was hardly noticeable, and when the composite hologram consisted of about 100 identical strips of 1 mm 100 mm each, that was The effect is not noticeable to the naked eye. The image repetition effect can also be reduced or avoided that the strips are attached in the vertical direction at a distance from each other by z. B. every other strip is omitted. A more general analysis of the arrangement shows that the picture repetition effect can be completely avoided if the height A of each stripe is equal to a part of the vertical spatial period of the stripe. this

hat zur Folge, daß periodische »leere« horizontale Streifen über das wiederhergestellte Bild laufen, aber es hat sich herausgestellt, daß, wenn die Höhe der Streifen klein ist z. B. bei der Verwendung von Streifen von 1 mm χ 100 mm, diese leeren horizontalen Streifen mit dem Auge nicht wahrnehmbar sind. Bei der Wiederherstellung eines Bildes unter Verwendung von Streifen, die auf die in den Fig.4 und 5 dargestellte Weise angeordnet sind, wird vorzugsweise ein kohärenter Strahl benutzt, der eine etwas zylindrische Wellenfront hat, um die vertikale Ausdehnung des Bildfeldes zu korrigieren, aber eine derartige Korrektur ist nicht unbedingt notwendig.causes periodic "blank" horizontal stripes to run across the restored image, but it does it has been found that when the height of the strips is small e.g. B. when using strips of 1 mm 100 mm, these empty horizontal stripes are imperceptible to the eye. When restoring of an image using strips formed in the manner shown in Figs are arranged, a coherent beam is preferably used, which has a somewhat cylindrical wavefront has to correct the vertical extent of the image field, but such a correction is not indispensable.

Aus vorstehendem geht hervor, daß ein brauchbares dreidimensionales Bild aus der in einem einzigen schmalen Streifen des Hologramms enthaltenen Information wiederherstellbar ist und daß dieses Bild im Vergleich zum mit Hilfe eines üblichen Hologramms hergestellten Bild keine nennenswerte Verschlechterung aufweist Das Bild hat zwar keine vertikale Parallaxe und keine vertikalen dreidimensionalen Charakteristiken, aber normalerweise empfängt ein Beobachter einen Tiefeneindruck eines Bildes ja doch nur mittels horizontaler dreidimensionaler Charakteristiken, weil sich seine Augen üblicherweise in einer horizontalen Ebene befinden. Durch Verzicht auf vertikale dreidimensionale Effekte und vertikale Parallaxe schafft die Erfindung ein System, das das Produkt aus Raum und räumlicher Bandbreite des Hologramms erheblich verringert und somit die Übertragung der Bildinformation des Hologramms stark erleichtert.From the foregoing, it can be seen that a useful three-dimensional image can be obtained from the in a single narrow strips of the hologram contained information can be restored and that this image in the No significant deterioration compared to the image produced with the aid of a conventional hologram Although the image has no vertical parallax and no vertical three-dimensional Characteristics, but normally an observer does receive an impression of depth of an image after all only by means of horizontal three-dimensional characteristics, because his eyes are usually in a horizontal plane. By doing without vertical three-dimensional effects and vertical parallax The invention creates a system that is the product of space and spatial bandwidth of the hologram considerably reduced and thus the transmission of the image information of the hologram is greatly facilitated.

Weil sämtliche Streifen im zusammengesetzten Hologramm gemäß der Erfindung identisch sind, ist für die Übertragung der Information zur Erzeugung eines vollständigen Hologramms nur die Übertragung der Bildinformation eines einzigen Streifens erforderlich. Hierdurch ergibt sich eine starke Verringerung der Bandbreite und/oder der Signalübertragungsgeschwindigkeit Bei der beschriebenen Ausführungsform z. B, bei der das zusammengesetzte Hologramm aus etwa 100 identischen Streifen bestand, ergab sich bei der Übertragung von Bildsignalen eine Verringerung derBecause all the stripes in the composite hologram according to the invention are identical, is for the transmission of the information to create a complete hologram only the transmission of the Image information of a single strip required. This results in a great reduction in the Bandwidth and / or the signal transmission speed. B, in which the composite hologram consisted of about 100 identical strips, resulted in the Transmission of image signals a reduction in the

Bandbreite um einen Faktor 100. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß sich die Höhe der Hologrammstreifen nicht unter einen bestimmten Mindestwert herabsetzen läßt, weil sonst Beugungseffekte auftreten. Bei einer bestimmten praktischen Ausführungsform z. B. wurden geringe Beugungseffekte beobachtet, wenn die Abmessungen der anschließend aneinander angeordneten Streifen 0,2 mm χ 100 mm betrugen.Bandwidth by a factor of 100. It should be noted, however, that the height of the hologram strips can not be reduced below a certain minimum value, otherwise diffraction effects occur. At a certain practical embodiment z. B. slight diffraction effects were observed when the dimensions the strips then arranged next to one another were 0.2 mm 100 mm.

Es sind manche Ausbildungen für geeignete Eingangs- und Ausgangsgeräte zur Übertragung holographischer Bilder denkbar, von denen einige zur Erläuterung der Erfindung nachstehend beschrieben werden.There are some training for suitable input and output devices for transmission holographic Images conceivable, some of which are described below to explain the invention will.

Ein Streifenhologramm zur Übertragung ist ohne weiteres dadurch erzielbar, daß ein Streifen mit den gewünschten Abmessungen von einem gemäß üblichen Verfahren aufgezeichneten Hologramm abgeschnitten wird, aber der Streifen kann auch dadurch hergestellt werden, daß nur die gewünschte Information aufgezeichnet wird, wie dies im Beispiel nach Fig.6 dargestellt ist. Bei dieser Anordnung fällt vom Laser 25 herrührende Strahlung nach Reflexion an einem Gegenstand 27 und an einem Spiegel 28 nur durch einen optischen Sipalt 29 auf einen geeigneten Aufzeichnungsfilm 26. Die Laserstrahlung kann impulsförmig oder kontinuierlich sein. Der Winkel zwischen der am Gegenstand 27 und der am Spiegel 28 reflektierten Strahlung ist vorzugsweise höchstens gleich 7°, um dafür zu sorgen, daß der Abstand zwischen den Interferenzstreifen groß genug ist, um auf einem Film mit vernünftigem Auflösungsvermögen aufgezeichnet werden zu können. Der Film 26 hat vorzugsweise ein Auflösungsvermögen von mindestens 200 Strichen je Millimeter und kann z. B. ein photochromischer Film, ein trockner Silberfilm oder ein aus einer thermoplastischen Folie bestehender Film sein. Es ist selbstverständlich zu bevorzugen, daß die Dicke des Aufzeichnungsmediums auf dem Film möglichst gering ist (z. B. höchstens 4 Mikron). Der belichtete Film wird gemäß üblichen Verfahren nach den Vorschriften des Herstellers weiter behandelt.A stripe hologram for transmission can easily be achieved in that a stripe with the desired dimensions are cut from a hologram recorded according to conventional methods is, but the strip can also be made by recording only the desired information becomes, as shown in the example according to Fig.6. In this arrangement, the laser 25 falls Radiation originating after reflection on an object 27 and on a mirror 28 only by one optical sipalt 29 on a suitable recording film 26. The laser radiation can be pulsed or continuous. The angle between the am The object 27 and the radiation reflected on the mirror 28 is preferably at most equal to 7 [deg.] .Mu.m making sure that the distance between the interference fringes is large enough to fit on a film to be recorded with a reasonable resolution. The film 26 preferably has a Resolving power of at least 200 lines per millimeter and can e.g. B. a photochromic film, be a dry silver film or a film made of a thermoplastic sheet. It goes without saying it is preferable that the thickness of the recording medium on the film is as small as possible (e.g. 4 microns maximum). The exposed film is made according to conventional procedures following the manufacturer's instructions treated further.

Um das Bild auf dem Hologrammstreifen in übertragbare Signale umzuwandeln, kann der Streifen gemäß einer von mehreren Techniken abgetastet werden. Wenn die Interferenzstreifen auf dem aufgezeichneten Bild etwa 15 Mikron dick sind (d. h. wenn sie mit einem Auflösungsvermögen von etwa 200 Strichen je mm aufgezeichnet worden sind), muß gemäß dem Abtastungsgesetz der Film mit einem Auflösungsvermögen von etwa 400 Strichen je mm abgetastet werden, so daß ein den Film abtastender Strahl ein Auflösungsvermögen von etwa 2,5 Mikron haben muß.In order to convert the image on the hologram strip into transmittable signals, the strip can can be scanned according to one of several techniques. When the interference fringes are recorded on the Image are about 15 microns thick (i.e. if they have a resolution of about 200 lines per mm have been recorded), according to the scanning law, the film must have a resolution of about 400 lines per mm are scanned, so that a beam scanning the film has a resolving power must be about 2.5 microns.

Ein bestimmtes Verfahren zur Abtastung des Hologramoistreifens zur Erzeugung von Bildsignalen ist in Fig.7 dargestellt Bei diesem System ist eine Lichtpunktabtastvorrichtung 30 zum Liefern eines Abtaststrahl vorgesehen, und zum Erreichen des erforderlichen Auflösungsvermögens bei der Abtastung wird das Abtastraster der Lichtpunktabtastvorrichtung optisch in eimer optischen Verkleinerungsvorrichtung 31 verkleinert Der Hologrammstreifen 26 wird so angeordnet, daß er vom Strahl mit verringertem Durchmesser abgetastet werden kann, wobei die Strahlung durch den Film geht und durch eine übliche photoempfindliche Vorrichtung 32 zur Erzeugung von Videosignalen aufgefangen wird. Für die Übertragung werden die Videosignale und die von der Abtastvorrichtung 30 herrührenden Synchronsignale einer üblichenA specific method for scanning the hologram strip to generate image signals is shown in Fig.7. In this system, a light spot scanner 30 for providing a Scanning beam provided, and to achieve the required resolution when scanning the scanning raster of the light point scanning device becomes optical in an optical reduction device 31 Reduced The hologram strip 26 is arranged so that it is reduced from the beam Diameter can be scanned, the radiation going through the film and through a usual photosensitive device 32 for generating video signals is captured. For the transfer the video signals and the synchronizing signals originating from the scanner 30 become a conventional one

Sendevorrichtung 33 zugeführt. Weil der Hologrammstreifen 26 sehr langgestreckt ist, ist es zu bevorzugen, während jeder Rasterperiode der Lichtpunktabtastvorrichtung nur einen Teil des Streifens abzutasten. Wenn dies erfolgt, ist eine geeignete Vorrichtung 34 für ruckweisen Filmtransport vorhanden, die es ermöglicht, Videosignale zu liefern, die dem ganzen Streifen entsprechen; wenn z. B. Videosignale von einem Streifen von lmm χ 100 mm erzeugt werden sollen, kann das Zeilenraster der Abtastvorrichtung so verkleinert werden, daß eine Fläche von 1 χ 1 mm abgetastet wird, wobei der Filmstreifen lOOmal um je einen Schritt fortbewegt wird, um Signal des ganzen Streifens zu liefern. Wenn z. B. die Teile von je 1 mm χ 1 mm mit einem 400-Zeilenraster mit einer Rasterperiode von '/βο Sekunde abgetastet werden, hat das erhaltene Videosignal eine Bandbreite von etwa 10 MHz, wobei die Übertragung des gesamten aus 100 Teilen bestehenden Streifens etwa 1,6 Sekunde dauert. Weil sich die gesamte Bildinformation zur Wiederherstellung des zusammengesetzten Bildes im Empfänger in einem einzigen Streifen befindet, ist für die Übertragung des Bildes keine zusätzliche Zeit erforderlich. Sending device 33 supplied. Because the hologram strip 26 is very elongated, it is preferable to scan only a portion of the strip during each scanning period of the light spot scanner. if this is done, there is a suitable device 34 for jerky film transport, which makes it possible to To supply video signals corresponding to the whole strip; if z. B. video signals from one Strips of lmm χ 100 mm are to be produced, the line grid of the scanning device can be reduced so that an area of 1 χ 1 mm is scanned, wherein the film strip is moved 100 times by one step each, to signal the whole To deliver the strip. If z. B. the parts of 1 mm χ 1 mm each with a 400-line grid with a Grid period of '/ βο seconds are scanned the video signal obtained has a bandwidth of about 10 MHz, the transmission of the entire from 100 Splitting the existing strip takes about 1.6 seconds. Because all the image information to restore of the composite image located in a single strip in the receiver is for the No additional time required to transfer the image.

Es sei bemerkt, daß die Herstellung ursprünglicher Hologrammstreifen nicht unbedingt notwendig ist, weil z. B. beim System nach F i g. 7 der Film so angeordnet werden kann, daß nur ein einziger Streifen eines größeren Hologramms abgetastet wird. Dies kann zweckmäßig sein, um den Beugungseffekt infolge des schmalen Spaltes auf dem endgültigen Hologrammstreifen, der schmaler als der Spalt sein kann, zu vermeiden. Weiter sei bemerkt daß statt einer Verkleinerung der Abmessungen des Abtaststrahles der Lichtpunktabtastvorrichtung der Hologrammstreifen vergrößert (z. B. 1Ofach) und so aufgezeichnet werden kann, in welchem Fall die Lichtpunktabtastvorrichtung ohne Verkleinerung zur Abtastung des vergrößerten Streifens benutzt werden kann. Es ist auch möglich, die Lichtpunktabtastvorrichtung durch eine Laserquelle und eine Lichtablenkvorrichtung zu ersetzen, wobei z. B. eine akustische Lichtablenkung benutzt wird, um dem Bündel die Abtastbewegung zu erteilen.It should be noted that the production of original hologram strips is not absolutely necessary because z. B. in the system according to FIG. 7 the film can be arranged so that only a single strip of one larger hologram is scanned. This can be useful in order to reduce the diffraction effect as a result of the narrow gap on the final hologram strip, which may be narrower than the gap. It should also be noted that instead of reducing the dimensions of the scanning beam of the light point scanning device the hologram strip is enlarged (e.g. 10 times) and can be recorded in whichever In case the light spot scanner is used with no downsizing to scan the enlarged strip can be. It is also possible to use the light point scanning device by a laser source and a light deflecting device to replace, where z. B. an acoustic light deflection is used to the bundle the To grant scanning movement.

Die übertragenen Signale können in einer Vorrichtung nach F i g. 8 empfangen und verarbeitet werden, in der die Signale in einer Empfangsvorrichtung 40, die auf bekannte Weise ausgebildet sein kann und eine ausreichende Bandbreite (z.B. 10MHz beim beschriebenen System) hat, empfangen und demoduliert werden. Die erhaltenen Videosignale werden einer Kathodenstrahlröhre 41 mit hohem Auflösungsvermögen zugeführt, wonach das modulierte Schirmbild der Röhre optisch in einer geeigneten Vorrichtung 42 verkleinert und auf einen Film 43 mit hohem Auflösungsvermögen projiziert wird. Der Film wird genauso wie im Sender ruckweise fortbewegt mittels eines Motors 44 zum schrittweisen Transport, der durch vom Empfänger herrührenden Signale synchronisiert wird, um das Streifenhologramm (das z.B. die Abmessungen lmm χ 100 mm hat und aus 100 in horizontaler Richtung aneinander anschließender Bilder von je 1 mm χ 1 mm besteht) völlig abzubilden. Der erhaltene Filmstreifen, der z. B. ein Film mit hohem Auflösungsvermögen (z. B. mindestens 200 Striche je mm) sein kann, wird dann entwickelt, wodurch sich ein Streifenhologramm von der gleichen Art wie das ursprüngliche Streifenhologramm ergibtThe transmitted signals can be used in a device according to FIG. 8 are received and processed in which the signals in a receiving device 40, which can be formed in a known manner and a sufficient bandwidth (e.g. 10MHz for the described System) has to be received and demodulated. The video signals obtained are fed to a cathode ray tube 41 supplied with high resolution, after which the modulated screen image of the tube optically reduced in a suitable device 42 and onto a film 43 with high resolution is projected. Just like in the transmitter, the film is moved jerkily by means of a motor 44 to the incremental transport, which is synchronized by signals from the receiver, in order to achieve the Stripe hologram (which e.g. has the dimensions lmm χ 100 mm and from 100 in horizontal Direction of adjoining images of 1 mm χ 1 mm each). The received Film strip z. B. be a film with high resolution (e.g. at least 200 lines per mm) can is then developed, creating a stripe hologram of the same type as the original Stripe hologram results

Zum Beobachten des Hologramms kann ein zusam-To observe the hologram, a combined

mengesetztes Hologramm dadurch hergestellt werden, daß der empfangene Streifen vervielfältigt wird, wonach diese identischen Streifen auf die in F i g. 4 dargestellte Weise vertikal aneinander anschließend angeordnet werden. Das erhaltene zusammengeüetzte -, Hologramm kann auf die in F i g. 9 dargestellte Weise beobachtet werden, wobei ein von einem Laser 50 herrührender Strahl von einem Spiegel 51 zu einer Zerstreuungslinse 52 reflektiert wird, die ihn auf das zusammengesetzte Hologramm 53 projiziert Ein an in einer Stelle 54 im Weg der Beugungsstrahlen erster Ordnung befindlicher Beobachter sieht das virtuell« Bild 55 genauso wie bei einem üblichen Hologramm, mit der vorerwähnten Ausnahme, daß nämlich die vertikale Parallaxe und der vertikale dreidimensionale Aspekt je nach der Höhe der Streifen völlig oder nahezu völlig fehlen.A set hologram can be produced by duplicating the received strip, after which these identical stripes on the in F i g. 4 vertically adjoining one another to be ordered. The composite -, Hologram can be based on the one shown in FIG. 9 can be observed using a laser 50 The resulting beam is reflected by a mirror 51 to a diverging lens 52, which directs it onto the composite hologram 53 projects an at in An observer located at a point 54 in the path of the first-order diffraction rays sees the virtual image 55 exactly as with a conventional hologram, with the exception mentioned above, namely the vertical Parallax and the vertical three-dimensional aspect fully or almost fully depending on the height of the stripes miss.

Eine Bildwiederherstellung gemäß der Erfindung kann auch, und sogar mit bestimmten Vorteilen, dadurch erfolgen, daß ein einziger Hologrammstreifen benutzt wird, der in der Höhenrichtung des Streifens bewegt wird. Dabei wird z. B, wie in F i g. 10 dargestellt ist, ein einziges Streifenhologramm 60 auf einer Platte 61 angebracht Die Platte kann völlig lichtdurchlässig sein, aber vorzugsweise ist sie mit Ausnahme der Fläche hinter dem Hologrammstreifen lichtundurchlässig. Ein Laser 62 ist derart hinter der Platte 61 angebracht, daß er Strahlung auf den Hologrammstreifen richtet Ein biegsamer Stab 63 ist an einem Ende an einer feststehenden Platte 64 befestigt. Dem Stab wird eine m vertikale Schwingungsbewegung erteilt, z. B. mittels eines Motors 65, der mit einer geeigneten Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung, z. B. mit einem Exzenter 66, gekuppelt ist Die Platte 61 ist am anderen Ende des Stabes 63 in einer nahezu senkrecht auf der Stabachse stehenden Ebene befestigt, so daß dem horizontalen Hologrammstreifen 69 eine vertikale Schwingungsbewegung erteilt wird. Die Frequenz der Schwingungsbewegung beträgt vorzugsweise mindestens etwa 20 Hz. Ein Beobachter, der sich im Punkt 67 in der Richtung des Beugungsstrahls erster Ordnung befindet, kann das gesamte virtuelle Bild mit horizontaler Parallaxe und horizontalen dreidimensionalen Aspekten, aber ohne vertikale Parallaxe und vertikale dreidimensionale Aspekte sehen. Der Laser 62 kann fest angeordnet sein ur-.d die ganze Hinterseite der Platte 61 beleuchten, aber wenn der Strahl eine derartige Form hat, daß er nur den Hologrammstreifen beleuchtet, wobei der Laser synchron mit dem Streifen bewegt wird, genügt ein Laser mit geringerer Leistung. Die Anordnung nach h'ig. 10 hat weiter den Vorteil, daß der störende »Sprenkeleffekt«, der normalerweise bei einem üblichen Hologramm auftritt, nahezu wegfälltImage restoration according to the invention can also, and even with certain advantages, take place in that a single hologram strip is used which is moved in the vertical direction of the strip. It is z. B, as in Fig. 10, a single stripe hologram 60 is mounted on a plate 61. The plate may be entirely translucent, but preferably it is opaque with the exception of the area behind the hologram stripe. A laser 62 is mounted behind the plate 61 so that it directs radiation onto the hologram strip. A flexible rod 63 is attached at one end to a stationary plate 64. The rod is given an m vertical oscillatory motion, e.g. B. by means of a motor 65 which is connected to a suitable device for converting a rotary motion into a translational motion, e.g. B. is coupled to an eccentric 66. The plate 61 is attached to the other end of the rod 63 in a plane which is almost perpendicular to the rod axis, so that the horizontal hologram strip 69 is given a vertical oscillatory movement. The frequency of the oscillatory movement is preferably at least about 20 Hz. An observer located at point 67 in the direction of the first order diffraction beam can see the entire virtual image with horizontal parallax and horizontal three-dimensional aspects, but without vertical parallax and vertical three-dimensional aspects . The laser 62 can be fixed and illuminate the entire rear of the plate 61, but if the beam is of such a shape that it illuminates only the hologram strip, the laser being moved in synchronism with the strip, a lower laser will suffice Power. The arrangement according to h'ig. 10 has the further advantage that the disruptive "speckling effect" that normally occurs with a conventional hologram is almost eliminated

Die Vertikalbewegung eines aus einem einzigen Streifen bestehenden Hologramms kann auch unter Beibehaltung der Vorteile des Systems nach Fig. 10 durch andere Mittel erzielt werden. Es kann z. B, wie F i g. 11 darstellt, ein Streifenhologramm 70, das auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellt worden ist, auf einer Trommel 71 angebracht werden. Der Streifen 70 verläuft nahezu parallel zur Trommelachse. Die Trommel kann völlig lichtdurchlässig sein, aber vorzugsweise ist sie außer an der Stelle, an der der Streifen 70 auf ihr befestigt ist, lichtundurchlässig. Die b5 Trommel wird durch einen auf irgendeine bekannte Weise mit ihr gekuppelten Motor in Drehung versetzt Ein Laser 73 ist in der Trommel so angebracht, daß er sichtbare Strahlung horizontal auf eine Seite der Innenoberfläche der Trommel richtet. Ein Beobachter in einem Punkt 74 außerhalb der Trommel in Richtung der Beugungswelle erster Ordnung sieht das ganze virtuelle Bild, genauso wie bei der Anordnung nach F i g. 10. Der Laser kann fest angeordnet sein und ein breites Gebiet der Oberfläche der Trommel beleuchten, er kann jedoch auch so angeordnet sein, daß er einen schmalen Strahl liefert, der nur den Streifen 70 beleuchtet und sich synchron mit dem Streifen bewegt Die Trommel läuft vorzugsweise mit einer derartigen Geschwindigkeit um, daß der Streifen mit einer Frequenz von mindestens etwa 20 Hz durch das Gesichtsfeld des Wahrnehmers geht Ebenso wie bei der Anordnung nach F i g. 11 weist auch das bei dieser Ausführungsform sichtbare Bild keinen »Sprenkeleffekt« auf. Die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel kann selbstverständlich dadurch herabgesetzt werden, daß mehrere Streifenhologramme in gleichmäßigen Abständen auf der Oberfläche der Trommel angebracht werden.The vertical movement of a hologram consisting of a single strip can also be performed under Maintaining the advantages of the system of Figure 10 can be achieved by other means. It can e.g. B, like F i g. 11 illustrates a stripe hologram 70 which is based on the above-described manner has been produced, can be mounted on a drum 71. The stripe 70 runs almost parallel to the drum axis. The drum can be completely translucent, however preferably it is opaque except where the strip 70 is attached to it. The b5 The drum is rotated by a motor coupled to it in some known manner A laser 73 is mounted in the drum so that it shines visible radiation horizontally on one side of the Aligns the inner surface of the drum. An observer at a point 74 outside the drum in the direction of the First order diffraction wave sees the entire virtual image, just as in the arrangement according to FIG. 10. The Laser can be fixed and illuminate a wide area of the surface of the drum, but it can also be arranged so that it provides a narrow beam that illuminates only the strip 70 and itself moved synchronously with the strip The drum preferably rotates at a speed such that that the strip passes through the field of view of the perceiver at a frequency of at least about 20 Hz goes in the same way as with the arrangement according to FIG. 11 also shows the image visible in this embodiment no "mottling effect". The speed of rotation of the drum can of course thereby be reduced that several stripe holograms evenly spaced on the surface of the Drum to be attached.

Das erfindungsgemäße System erleichtert auch das Sehen einer Bildbewegung bei der Wiederherstellung holographischer Bilder. Bei den Vorrichtungen nach den Fig. 10 und 11 sei bemerkt, daß hierbei nicht versucht wird, den Hologrammstreifen ruckweise fortzubewegen. Deshalb kann der Motor 72 eine kontinuierliche Umdrehungsgeschwindigkeit haben. Das erhaltene Bild ist jedoch nicht verwischt infolge der kontinuierlichen Vertikalbewegung des Streifens, weil dieser nahezu keine vertikale Parallaxe und nahezu keine dreidimensionalen Charakteristiken hat Mit anderen Worten, wenn sich der Beobachter in einem festen Punkt befindet, ändern sich die gegenseitigen Lagen von Elementen des Bildes nicht in der vertikalen Richtung bei Änderungen der vertikalen Lage des Streifenhologramms. Wenn ein Hologramm eine zum Auftreten einer vertikalen Parallaxe ausreichende Höhe hat, wird durch eine derartige kontinuierliche Bewegung des Hologramms das Bild aber verwischtThe system of the present invention also makes it easier to see image motion as it is restored holographic images. In the devices according to FIGS. 10 and 11 it should be noted that no attempt is made here will move the hologram strip jerkily. Therefore, the motor 72 can be continuous Have rotational speed. However, the image obtained is not blurred due to the continuous Vertical movement of the strip because there is almost no vertical parallax and almost no three-dimensional parallax In other words, it has characteristics when the observer is in a fixed point is located, the mutual positions of elements of the picture do not change in the vertical direction in the event of changes in the vertical position of the strip hologram. When a hologram is one to occur a vertical parallax has sufficient height, is by such a continuous movement of the Holograms blur the picture

Ein Verfahren zur Beobachtung bewegter Bilder mit Hilfe von Hologrammstreifen ist in Fig. 12 dargestellt Bei dieser Vorrichtung kann das bewegliche zu betrachtende Glied die Form mehrerer Hologrammstreifen 80 haben, die auf einem Transportfilm oder -band angebracht sind. Der Transportfilm ist auf geeigneten Spulen 82 angebracht, so daß er von einem Motor 83 mit konstanter Geschwindigkeit kontinuierlich in einer Richtung parallel zur Höhe des Streifens fortbewegt werden kann. Auf einer Seite des Transportfilms ist ein Laser 84 vorgesehen, der einen kohärenten Lichtstrahl mit einer Breite gleich der horizontalen Länge der Streifen auf den Film wirft Ein Beobachter an der Stelle 85 auf der anderen Seite des Filmes in der Richtung der Beugungsstrahlen erster Ordnung kann das vertikal abgetastete virtuelle Bild sehen. Es ist ein Sehspalt 86 zur Begrenzung des gewünschten Sehbereichs vorgesehen. Wenn der Transportfilm mit genügender Geschwindigkeit läuft, z.B. mit einer derartigen Geschwindigkeit, daß jeder Hologrammstreifen innerhalb von V20 Sekunde am Sehspalt vorbeibewegt wird, weist das wiederhergestellte Bild trotz der kontinuierlichen Geschwindigkeit des Transportfilmes kein Flimmern auf. Wenn die aufeinanderfolgenden Hologrammstreifen auf dem Band nacheinander aufgezeichneten Bewegungsbildern entsprechen, erscheint im wiederhergestellten Bild die Bewegung lückenlos und ohne Verwischung.A method for observing moving images with the aid of hologram strips is shown in FIG In this device, the movable member to be viewed may be in the form of a plurality of hologram strips 80 attached to a transport film or tape. The transport film is on appropriate coils 82 are attached so that it is driven by a motor 83 at a constant speed continuously can be advanced in a direction parallel to the height of the strip. A laser 84 is provided on one side of the transport film, which is a coherent An observer casts a beam of light on the film with a width equal to the horizontal length of the stripes at position 85 on the other side of the film in the direction of the first order diffraction rays see the vertically scanned virtual image. There is a viewing slit 86 to limit the desired viewing area intended. If the transport film is running at sufficient speed, e.g. with a such a speed that each hologram stripe within V20 seconds at the viewing slit is moved past, the restored image exhibits despite the continuous speed of the transport film no flicker. When the successive hologram strips on the tape one after the other correspond to recorded motion pictures, the motion appears in the restored picture seamless and without blurring.

Wie F i g. 13 zeigt, können die Hologrammstreifen 80Like F i g. 13 shows, the hologram strips 80

auf der Oberfläche des Transportfilmes angebracht werden, wobei sie vorzugsweise in derartigen Abständen voneinander liegen, das jeweils nur ein Streifen dem Sehspalt gegenüberliegt. Der Transportfilm ist vorzugsweise außer an der Stelle der Hologrammstreifen lichtundurchlässig. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß der Transportfilm und die Hologrammstreifen einheitlich sind, wobei der Film vorzugsweise nur an den Stellen, an denen die Hologrammstreifen belichtet und entwickelt sind, lichtdurchlässig ist Der aus dem Laser 84 tretende Strahl hat einen großen öffnungswinkel, der den ganzen Sehspalt anstrahlt, es kann jedoch auch ein schmaler fächerförmiger Laserstrahl benutzt werden, der sich synchron mit den Hologrammstreifen bewegt, wodurch ein Laser mit geringerer Leistung Verwendung finden kann.on the surface of the transport film, preferably at such intervals lie from each other, which is only one strip opposite the viewing gap. The transport film is preferred except at the location of the hologram strips opaque. It is of course also possible that the transport film and the hologram strips are uniform, the film preferably only on the The places where the hologram strips are exposed and developed are translucent from the laser 84 emerging ray has a large opening angle that illuminates the entire viewing slit, but it can also be a a narrow fan-shaped laser beam is used, which moves synchronously with the hologram strips, whereby a laser with lower power can be used.

Das in Fig. 12 dargestellte System ermöglicht nicht nur eine Bewegung im wiederhergestellten Bild, ohne daß der Transportfilm ruckweise fortbewegt werden muß, sondern es löst auch das Problem des Sprenkeleffekts und ermöglicht die Verwendung von Hologramm-Streifen, bei denen das Produkt aus Raum und räumlicher Bandbreite verringert ist Das System nach Fig. 12 ist auch vorteilhaft als kinematographisches Filmsystem, d.h. als ein System, bei dem die Bildinformation nicht über einen Sender und Empfänger übertragen wird, besonders dadurch, daß die Bewegung des Transportfilmes kontinuierlich sein kann und kein Verschlußmechanismus erforderlich ist und dadurch, daß das Bild dreidimensional istThe system shown in Fig. 12 does not allow only one movement in the reconstructed image without the transport film being moved jerkily must, but it also solves the problem of the speckle effect and enables the use of hologram strips, in which the product of space and spatial bandwidth is reduced. The system according to Fig. 12 is also advantageous as a cinematographic film system, that is, a system in which the Image information is not transmitted via a transmitter and receiver, especially because the movement of the transport film can be continuous and no shutter mechanism is required and thereby, that the image is three-dimensional

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in F i g. 14 dargestellt ist, kann der Hologrammstreifen in einem System zum Entwerfen eines wiederhergestellten zweidimensionalen Bildes oder einer fokussierten Ebene eines wiederhergestellten dreidimensionalen Bildes benutzt werden. Bei dieser Vorrichtung sind, ebenso wie bei der Vorrichtung nach Fig.3, die Hologrammstreifen 80 auf einem geeigneten Transport-. film 81 angebracht der derart auf Spulen 82 gewickelt ist, daß er eine vertikale Bewegung ausführen kann. Auf einer Seite des Transportfilmes ist ein Laser 84 zum Anstrahlen des Filmes vorgesehen. In der Richtung eines Beugungsstrahls erster Ordnung ist ein Schirm 85 angebracht, während eine Blende 87 vorgesehen sein kann, um die von den Hologrammstreifen herrührenden Strahlen nullter Ordnung und die anderen Beugungsstrahlen erster Ordnung abzufangen. Der Transportfilm und die Hologrammstreifen können auf die gleiche Weise wie beim System nach den Fig. 12 und 13In a further embodiment of the invention, which is shown in FIG. 14 can be the hologram strip in a system for designing a restored two-dimensional image or a focused one Layer of a restored three-dimensional image can be used. With this device, just as in the device according to FIG. 3, the hologram strips 80 on a suitable transport. film 81 attached which is wound on spools 82 so that it can perform a vertical movement. on A laser 84 is provided on one side of the transport film for illuminating the film. In that direction A screen 85 is attached to a diffraction beam of the first order, while a diaphragm 87 is provided can to intercept the zero-order rays originating from the hologram strips and the other first-order diffraction rays. The transport film and the hologram strips can be made in the same manner as in the system of FIGS

hergestellt werden.getting produced.

Beim System nach F i g. 14 steht der Schirm 85 an der Stelle des reellen Bildes und deshalb wird auf ihm ein zweidimensionales Bild oder eine einzige Ebene eines dreidimensionalen Bildes fokussiert. Welche Ebene fokussiert ist, hängt z. B. vom Abstand zwischen dem Schirm und der Ebene der Hologrammstreifen und von der Geometrie der Bedingungen, unter denen der ursprüngliche Hologrammstreifen belichtet wurde, ab. Die Breite des Laserstrahles und der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Hologrammstreifen sind vorzugsweise so bemessen, daß jeweiis nur ein einziger Streifen angestrahlt wird. Wenn ein schmaler Strahl (z. B. mit einem Durchmesser von höchstens 5 mm) Verwendung findet, können die Streifen dicht nebeneinander liegen (z. 3. in Abständen von 5 mm voneinander). Bei der Vorrichtung nach Fig. 14 kann es für eine zweckmäßigere Benutzung der Laserstrahlung vorteilhaft sein, wenn jeder Hologrammstreifen 80 selbst aus mehreren äußerst schmalen identischen Streifen besteht, deren Abstand voneinander der hinsichtlich der F i g. 5 gestellten Anforderung genügt Bei einem Strahl mit einem Durchmesser von 5 mm kann ein Hologrammstreifen z. B. aus fünf identischen, je 1 mm hohen Streifen bestehen. Die Vorrichtung nach F i g. 14 enthält weiter eine Filmsteuervorrichtung 88 zur Fortbewegung des Filmes. Diese Filmsteuervorrichtung kann ein Motor sein, ebenso wie beim System nach Fig. 12, der dem Film eine gleichförmige Bewegung erteilt Es ist jedoch auch möglich, daß die Filmsteuervorrichtung Mittel zum Stillsetzen und Fortbewegen des Filmes, z. B. von Hand, enthält so daß jedes gewünschte Bild wiederhergestellt werden kann. Durch die Anbringung von Mitteln zur Einstellung der fokussierten Ebene des wiederhergestellten Bildes, z.B. durch eine Verschiebung der Ebene des Schirmes 85, läßt sich die Bewegung jedes Teiles eines Bildes in drei Dimensionen verfolgen. Das Bild, das dabei in jedem einzelnen Augenblick auf dem Schirm 85 sichtbar ist ist selbstverständlich zweidimensional.In the system according to FIG. 14 the screen 85 is in the place of the real image and therefore a two-dimensional image or a single plane of a three-dimensional image in focus. What level is focused, depends e.g. From the distance between the screen and the plane of the hologram strips and from the geometry of the conditions under which the original hologram strip was exposed. The width of the laser beam and the distance between successive hologram strips are preferred dimensioned so that only a single strip is illuminated at a time. When a narrow beam (e.g. with a maximum diameter of 5 mm) is used, the strips can be close to one another (e.g. 3. at a distance of 5 mm from each other). In the device of FIG. 14, it can be for a More appropriate use of the laser radiation may be advantageous if each hologram strip 80 is made by itself several extremely narrow identical strips, the distance from one another with respect to the F i g. 5 is sufficient. With a beam with a diameter of 5 mm, a hologram strip z. B. consist of five identical, each 1 mm high strips. The device according to FIG. 14 contains further a film controller 88 for advancing the film. This film control device may be a As with the system of FIG. 12, which gives the film uniform motion, it is a motor however, it is also possible that the film control device has means for stopping and moving the film, e.g. B. by hand, so that any desired image can be restored. Through the attachment means for adjusting the focused plane of the restored image, e.g. the plane of the screen 85, the movement of each part of an image can be followed in three dimensions. The image that is visible on screen 85 at every single moment is self-evident two-dimensional.

Obgleich bei den beschriebenen Ausführungsformen nur die Verwendung eines Laserstrahls zur Wiederherstellung der Bilder beschrieben wurde, können andere Verfahren Anwendung finden, z. B. eine Beobachtung mittels natürlichen Lichtes mit einfachem Zerstreuungsausgleich, wie dies in Applied Physics Letters, Band 9, Nr. 12, Seiten 417—418, Dezember 1966 beschrieben worden istAlthough in the described embodiments only the use of a laser beam for restoration other methods may be used, e.g. B. an observation by means of natural light with simple diffusion compensation, as described in Applied Physics Letters, Volume 9, No. 12, pp. 417-418, December 1966

Hierzu 4 Blatt ZeichnunuenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: I. Verfahren zur Erzeugung und Rekonstruktion eines Hologramms einer dreidimensionalen Szene, dadurch gekennzeichnet, daß die hoilographische Aufzeichnung der Szene auf einem streifenförmigen Bereich des Aufzeichnungsträgers erfolgt, wobei die Längsseite des Streifens parallel zur Horizontalrichtung der Szene ausgerichtet wird, und daß das streifenförmige Hologramm mit einem ι ο Wiedergabestrahl beleuchtet wird.I. Method for generating and reconstructing a hologram of a three-dimensional scene, characterized in that the hoilographic recording of the scene takes place on a strip-shaped area of the recording medium, wherein the long side of the strip is aligned parallel to the horizontal direction of the scene, and that the strip-shaped hologram with a ι ο Playback beam is illuminated. Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zunächst erzeugte, streifenföirmige Hologramm (26) zur Erzeugung von Bildsignalen abgetastet wird, daß diese Bildsignale gesendet und empfangen werden, wonach sie wieder in die Form eines streifenförmigen Hologramms umgewandelt werden.Z method according to claim 1, characterized in that the strip-shaped Hologram (26) for generating image signals is scanned that these image signals are sent and are received, after which they are converted back into the shape of a strip-shaped hologram will. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere streifenförmige HoIogramme (80), deren Höhe erheblich kleiner als die Länge ist, in Richtung der Höhe der Streifen nebeneinander auf einem Hologrammträger ((ti) so angebracht werden, daß sie ein zusammengesetztes Hologramm bilden, wobei die Längsrichtungen der Hologrammstreifen parallel sind und die in Höhenrichtung einander entsprechenden Punkte der Hologrammstreifen auf einer Geraden liegen.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of strip-shaped HoIogramme (80), the height of which is considerably smaller than that Length is, in the direction of the height of the stripes next to each other on a hologram carrier ((ti) so are attached so that they form a composite hologram, the longitudinal directions of the Hologram strips are parallel and the points of the corresponding in height direction Hologram strips lie on a straight line. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch in gekennzeichnet, daß die Wiedergabevorrichtung einen Wiedergabestrahl, eine Einrichtung (61, IE3,64, 65,66; 71,72; 82) zur Fortbewegung des Streifens in Richtung seiner Höhe, und eine Beobachtungseinrichtung (86) für das aus dem Beugungsstrahl erster i~~> Ordnung gebildete, rekonstruierte Bild enthält4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the playback device has a playback beam, a device (61, IE3,64, 65,66; 71,72; 82) for moving the strip in the direction includes its height, and an observation device (86) for the first beam from the diffraction ~~ i> Procedure formed, reconstructed image 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Streifens in einem vorgegebenen Gebiet kontinuierlich mit einer nahezu konstanten Geschwindigkeit erfoJgt5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the movement of the strip in one given area continuously at an almost constant speed 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen in einem bestimmten Gebiet hin- und herbeweglich ist6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the strip in a certain Domain is floating 7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallele, in Höhen- 4r> richtung nebeneinander auf einem Transportfilm angeordnete Hologrammstreifen (80) vorhanden sind, die von der Fortbewegungseinrichtung (81,82) bewegt werden.7. Device according to claim 4 or 5, characterized in that a plurality of parallel, r in height 4> direction side by side on a conveyor film arranged hologram strip (80) are present, which are moved by the translating means (81,82). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen in einem Abistand voneinander liegen, der höchstens gleich ihrer Höhe ist8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the strips at a distance from each other, which is at most equal to their height 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungseinrichtung einen v> Sehspalt (86) enthält, der jeweils nur die Strahlung von einem einzigen der Streifen hindurchläßt.9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the observation device contains a v> viewing slit (86) which in each case only lets the radiation from a single one of the strips through. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortbewegung der Streifen mit einer konstanten Geschwindigkeit solcher «> Größe erfolgt, daß die mit Hilfe der Streifen rekonstruierten Bilder mit einer Frequenz von mindestens 20 Hz sichtbar werden.10. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized characterized that the advancement of the strips at a constant speed such «> Size takes place that the images reconstructed with the help of the strips with a frequency of at least 20 Hz are visible. II. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgen- hr> de Streifen (80) auf dem Transportfilm nacheinanderII. Device according to one of Claims 7 to 10, characterized in that one after the other h r > de strips (80) on the transport film one after the other aufgezeichneten Stellungen einer Szene entsprechen.correspond to recorded positions of a scene. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des von den Hologrammstreifen herrührenden Beugungsstrahles erster Ordnung am Ort des reellen Bildes ein Schirm (85) angebracht ist12. Device according to one of claims 4 to 11, characterized in that in the way of the the first order diffraction beam originating from the hologram strip at the location of the real image Screen (85) is attached
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